Controllo dei corpi estranei nel sito di produzione delle batterie agli ioni di litio

Esistono due processi fondamentali di cortocircuito interno della batteria causati da corpi estranei metallici, come mostrato nella Figura 1. Nel primo caso, grandi particelle metalliche perforano direttamente il diaframma, provocando un cortocircuito tra gli elettrodi positivo e negativo, che è un cortocircuito fisico.

Nel secondo caso, quando il materiale estraneo metallico viene miscelato con l'elettrodo positivo, il potenziale dell'elettrodo positivo aumenta dopo la carica, il materiale estraneo metallico si dissolve ad alto potenziale, si diffonde attraverso l'elettrolita e quindi il metallo con potenziale basso si dissolve in quello negativo l'elettrodo si deposita sulla superficie dell'elettrodo negativo, infine perfora il diaframma per formare un cortocircuito, cioè un cortocircuito della soluzione chimica. Le impurità metalliche più comuni negli impianti di batterie includono ferro, rame, zinco, alluminio, stagno, acciaio inossidabile, ecc.

Nel sito di produzione delle batterie, i prodotti delle batterie sono facili da miscelare con corpi estranei, compresi i residui di elettrodi mescolati con impurità metalliche; Bave di taglio o trucioli metallici generati durante il taglio del palo; Quando il pezzo dell'elettrodo viene tagliato durante il processo di avvolgimento, bave o particelle metalliche estranee vengono mescolate nel nucleo di ferro. La saldatura del capocorda e del guscio produrrà schegge di metallo, ecc., come mostrato in figura. 3 e 4.

Per lo standard di controllo di corpi estranei metallici e bave, in generale, la dimensione della bava è inferiore alla metà dello spessore del diaframma, ma alcuni produttori hanno requisiti di controllo più severi e la bava non supera il rivestimento.

Durante il test, la batteria viene testata per prodotti non conformi al cortocircuito interno tramite test di tensione prima dell'iniezione; I raggi X hanno rilevato corpi estranei nelle cellule. Processo di invecchiamento dovuto alla caduta di tensione della batteria δ V Ispezionare i prodotti non qualificati.

Rilevamento di corpi estranei metallici mediante test di resistenza alla tensione

Il test della tensione di tenuta dell'isolamento utilizza generalmente un misuratore di sicurezza. Durante il test di pressatura a caldo della batteria, lo strumento applica una tensione alla batteria per un periodo di tempo specificato, quindi controlla se la corrente viene mantenuta entro l'intervallo specificato per determinare se è presente un cortocircuito all'interno degli elettrodi positivo e negativo della batteria. batteria. In generale, la tensione applicata è mostrata nella Figura 5:

① Aumentare la tensione della batteria da 0 a U entro un certo tempo T1.

② La tensione U rimane a T2 per un periodo di tempo.

③ Dopo il test, interrompere la tensione di prova e scaricare la capacità parassita della batteria.

Durante il test, le piastre dell'anodo sono vicine l'una all'altra, solo da 15 a 30 micron. All'interno della batteria nuda si può formare una certa capacità (capacità parassita). A causa della capacità, la tensione di prova deve iniziare da "zero" e aumentare lentamente. Per evitare una corrente di carica eccessiva, maggiore è la capacità richiesta, più lentamente essa aumenta. Più lungo è il tempo t1, minore è la tensione che può essere aumentata.

Quando la corrente di carica è troppo elevata, ciò porterà inevitabilmente a una valutazione errata del tester, con conseguenti risultati del test errati. Una volta che la capacità parassita della batteria testata è completamente carica, rimane solo la corrente di dispersione effettiva. Poiché il test della tensione CC caricherà la batteria testata, assicurarsi che la batteria sia scarica dopo il test.

Il diaframma ha una certa resistenza alla tensione. Quando la tensione di carico è troppo elevata, il diaframma si romperà definitivamente e formerà una corrente di dispersione. Pertanto, innanzitutto, la tensione di prova dell'isolamento del nucleo dovrebbe essere inferiore alla tensione di rottura. Come mostrato nella Figura 6, quando non sono presenti corpi estranei tra gli elettrodi positivo e negativo, la corrente di dispersione sotto la tensione di prova è inferiore al valore specificato e la batteria viene giudicata qualificata.

Se è presente una certa dimensione di materiale estraneo tra gli elettrodi positivo e negativo, il diaframma verrà schiacciato, la distanza tra gli elettrodi positivo e negativo diminuirà e la tensione di rottura tra gli elettrodi positivo e negativo diminuirà. Se viene applicata contemporaneamente la stessa tensione, la corrente di dispersione potrebbe superare il valore di allarme impostato. Impostando parametri come la tensione di prova, è possibile analizzare statisticamente e giudicare la dimensione dei corpi estranei nella batteria. Quindi, in base alla situazione produttiva effettiva e ai requisiti di qualità, è possibile impostare parametri di test e formulare standard di giudizio di qualità.

Dimensioni del campione di corpi estranei e test di resistenza alla tensione (valore presunto)

Nel test, i parametri principali includono il tempo di salita lenta della tensione T1, il tempo di mantenimento della tensione T2, la tensione di carico U e la corrente di dispersione dell'allarme. Come accennato in precedenza, T1 e U sono legati alla capacità parassita della batteria. Maggiore è la capacità, maggiore è il tempo di salita lenta T1 richiesto e minore è la tensione di carico U. Inoltre U è anche legato alla resistenza alla compressione del diaframma stesso. Se sono presenti corpi estranei nell'unità di test, ciò causerà un cortocircuito interno e il diaframma verrà danneggiato, come mostrato nella Figura 7.

Pertanto, il test di resistenza alla tensione di isolamento della batteria al litio è una parte importante dell'ispezione del processo del prodotto, che può rilevare prodotti non qualificati e migliorare il fattore di sicurezza dei prodotti finali della batteria. Il test vero e proprio deve considerare molti fattori, come l'impostazione dei parametri e i criteri di giudizio.